鎖扣鋼管樁圍堰施工在深埋式水中承臺中的應用

張叢 劉嘉蕾

摘 要：本文結合珠海市鶴港高速公路鶴洲水道橋主墩承臺施工，簡述鎖扣鋼管樁施工流程及安全管控措施。同時為類似工程施工提供參考。

關鍵詞：鎖扣鋼管樁;圍堰監測

1、引言

近年來，隨著我國橋梁建設的飛速發展，橋梁施工的質量越來越受到關注?？缃拥葮蛄涸絹碓蕉啵鲁信_施工成為不可或缺的一環。為了加快整體施工進度、保證工程質量，項目部對鋼板樁圍堰、鎖扣鋼管樁圍堰、雙壁鋼圍堰這三種常見的圍堰形式的優缺點進行分析對比。結合承臺的結構形式、地質、水文等條件及以往的施工經驗，項目部最終決定使用鎖扣鋼管樁圍堰施工方案，并具體實施，最終得到了預期的效果。

2、工程概況

鶴洲水道橋為鶴港高速項目的控制性工程，全長978.5m，主橋為（65+90+160+90）m預應力混凝土四跨連續剛構橋，引橋為預應力混凝土組合小箱梁橋。見圖2-1。

鶴洲水道橋主墩承臺為分離式承臺，呈六邊形，邊長為7.867m，高4.5m，承臺底標高為-9.4m，頂標高為-4.9m。河床底標高為-2.64m，為深埋式承臺。因左右幅承臺間距僅1.6m，故共用一個圍堰。

3、地質情況

根據鶴洲水道橋地勘報告顯示，場地內的土層按照自上而下依次為：

1）人工素填土，厚度<5m，主要分布于地表及兩岸大堤附近;

2）海陸交互沉積層，有淤泥、淤泥質黏土、粉質黏土、粉砂、粗砂組成;

4、圍堰選型

常見的圍堰形式為鋼板樁圍堰、鎖扣鋼管樁圍堰、雙壁鋼圍堰等，其優劣分析如下表：

5、鎖扣鋼管樁圍堰施工

5.1鎖扣鋼管樁加工及運輸

鎖扣鋼管樁主管采用630×10mm鋼管樁，長度30m，采用180×10mm無縫鋼管及工16組合成“T-C”結構。為了保證鎖扣鋼管樁加工質量，鋼管樁加工使用專用胎架。胎架由具備一定強度及剛度的型鋼組成。

5.2圍堰設計

圍檁共設置3層，第一層圍檁采用2I56a，內支撐系統由Φ630×10mm主內撐、Φ426×6mm輔助內撐及平聯組成，第二層及第三層圍檁采用4I56a，內支撐系統由Φ820×10mm主內撐、Φ630×10mm輔助內撐及平聯組成。

5.3鎖扣鋼管樁施打

為了提高鎖扣鋼管樁施打的精度，設置雙層雙向導向框輔助施打。鉆孔平臺拆除后，在圍堰內施沉8根定位樁，于護筒及定位樁上焊接雙層牛腿，再逐段安裝定位框。

頂層內側導向框采用第一層圍檁（2I56a），使用I25作為外側導向框，下層使用I25作為導向框。導向框與牛腿臨時焊接固定，內外側導向框的間距比鋼管樁外徑大3～5cm。首根鋼管樁使用口字型定位框進行定位，利用內外側導向框及臨時焊接的工字鋼形成限位結構，待確認管樁的平面位置及垂直度均滿足要求后，開啟振動錘施沉。后續每成功施沉10～15根管樁后檢查樁身垂直度。鎖扣鋼管樁合龍前，還剩約5根管樁左右的間距時應復核合龍口的間距，根據間距大小微調后續的管樁的位置或加工異形管樁，完成鎖扣鋼管樁圍堰的合龍。

5.4鎖扣鋼管樁止水堵漏

鎖扣鋼管樁成功合龍后，需對鋼管樁之間的縫隙進行封堵。提前準備好比例為7：3的砂和鋸末，充填前，應將砂和鋸末進行充分攪拌，保證良好的止水效果。待所有縫隙填充完成后，由潛水員水下向管樁的縫隙中塞入止水布條。此過程重復兩次可得到非常好的止水效果。

6、基坑開挖

第一層內支撐及圍檁安裝完成后，抽水至設計標高（-3.0m），安裝第二層圍檁及內支撐，第二層圍檁安裝完成后，在抽水并開挖至-6.5m，安裝第三層圍檁及內支撐。

基坑開挖使用長臂挖機及抓斗進行粗挖，圍堰長邊兩側支棧橋上各安排一臺長臂挖機或吊車配合抓斗進行粗挖，挖除的淤泥采用自卸車運出施工現場。

粗挖完成后采用空氣吸泥機進行精挖。精挖至-12.9m處，使用挖機向水下拋填砂袋或碎石。砂袋及碎石的拋填可根據搭設的封底平臺進行劃分。

7、圍堰監測

7.1位移監測

圍堰、承臺施工階段位移監測：第一層圍檁及內支撐安裝完成后，需在圍檁與鎖扣鋼管樁的縫隙間采用鋼板塞填并焊接，確保每根鋼管樁能夠給均為傳力至圍檁上。然后在鋼管樁頂部布置位移監測點。

7.2應力監測

在圍檁及內支撐表面粘貼振弦式表面式智能增強型傳感器，在每個工況開始前、實施后均采用綜合測試儀采集相應的應變數據。每層圍檁和支撐均布置應力測點，每層應力測點共設置9個點，三層合計27個[1]。

7.3監測頻率及結果

在整個圍堰及承臺的施工過程中，應保持不斷的監測工作，從而形成一套完成的監測數據。根據不同的工況設置不同的監測頻率。

1）圍檁及內支撐施工階段，每天至少監測一次;

2）封底混凝土澆筑完成后的7天內每天至少監測一次、7天后每3天監測一次;

3）圍堰支撐拆除前監測一次，拆除過程中每天至少監測一次，穩定后每隔2天監測一次。

根據監測結果，圍堰的位移、變形及應力均在可控范圍內，可滿足施工要求。

8、總結

鶴洲水道橋主墩承臺施工采用鎖扣鋼管樁圍堰施工技術，取得了預期的效果。同時鎖扣鋼管樁自身的可循環利用的特點，提高了材料的使用周期，達到了節約成本的目標，值得廣泛應用。

參考文獻：

[1]李開心，徐猛.深埋式承臺鎖扣鋼管樁圍堰設計及施工技術[J].珠江水運，2019（15）：35-37.